不同尺度的多羧基金属-有机骨架资料的合成、表征及吸附性能研究.pdf

摘要 JiIIIIPIIIIIllllllllllllllllllrrlllllllllIllf Y2291011 功能配合物是目前材料科学中发展非常迅速的一种多功能材料，特别是那些具有特 殊形貌，尺度在纳米级的多孔材料。由于其具有高比表面积，特殊孔道结构而拥有许多 独特的性能，在学术界引起了广泛关注，并涉及到能源、化工、环境保护等应用领域。 近几十年，多孔金属．有机骨架材料在气体小分子吸附方面的研究很多，但是纳米级金 属有机骨架用于染料吸附、重金属吸附的报道还较少见。已有的研究表明纳米级金属． 有机骨架材料克服传统吸附剂吸附量小，所需时间长，吸附效率低等缺点，是一种新型 的快速、高效吸附剂。因而，近几年来关于不同尺度的金属．有机骨架材料的合成、表 征及吸附性能的研究正成为人们广泛的关注热点之一。 本论文主要进行了以下几点研究： 等金属盐在室温条件下加入质量浓度为30％的H202和溶剂热反应通过一步合成法快速 ZmO(TATAB)2‘1 (5)， (6)， Zns(BTC)2(DMF)s(H20)(DMF)’(H20)[Cu(}t—H20)(BDC)]nnDMF Zn3(BDC)s(H20)2·4DMF 等测试手段对样品的组成、结构和形貌等进行表征。测试结果表明：纳米级配合物配合 1．1 物1是一种数微米长，平均宽度为90nm的纳米带，配合物4为边长2．5m的八面体 晶体，配合物6为边长3um的立方体，而配合物2，3，5，7则均为微米级不规则的颗 粒状物质。 (F．B．)五种阳离子型有机染料为模型，对配合物1．7进行了染料吸附实验。结果显示：配 合物1、2和3对染料分子的吸附快速，高效，其中2 mg的配合物1在室温条件下对50 mgm亚甲基蓝的吸附可在1min内达到97．6％，该吸附实验结果很好地符合了二阶动力 学模型，配合物1、2和3的最大吸附量均高于其他同类材料。而且本产品合成方法简 单，产率高，所需时间较短，在工业废水处理领域具潜在在应用；而配合物4．7则对这 类阳离子型染料的吸附效果一般。 (3)重金属吸附实验，通过改变配合物用量和吸附时间研究了配合物1．3对重金属离 子的吸附能力及吸附效率。结果表明：配合物对Pb2+、Cd2+和C02+等均表现出相对较高 的吸附能力和吸附效率。 综合染料吸附与重金属离子的吸附结果，我们推测其吸附机理如下：静电作用是配 合物具有较高阳离子染料及重金属离子吸附的主要原因。同时，金属．有机骨架内部纳 米孔道的存在对吸附过程起着协同作用。 本研究所合成的金属有机骨架微纳米材料做为新型高效吸附剂，有望进一步用于工 业废水处理研究，可为功能配合物的应用提供新思路。 关键词：金属有机骨架，微纳米级，染料吸附，重金属离子吸附，静电引力 II ABSTRACT Functionalcoordinationmaterialhasbeen inmodemmaterialscienceasa polymers developed rapidly of kindmultifunctional theoneswith andthe sizeofwhich material，especiallyspecialmorphologiespore isaroundnanometer．Becauseofthe surfaceareaandthe structure，the hi曲specific particularporous materialshave characteristicsandhavebeen